超细WC和细WC/Co添加对WC-10Co硬质合金微观结构与力学性能的影响

作者：于淞百; 蒋豪丽; 闵凡路; 张海龙; 王丛旭; 姚占虎; 张建峰^*

来源：材料工程, 2023, 51(07): 136-145.

• WC-10Co硬质合金
• 细WC/Co添加
• 超细WC添加
• 微观结构
• 力学性能

在粒径为0.5μm的超细碳化钨(WC)粉体表面包覆钴(Co)纳米颗粒获得细WC/Co,将细WC/Co、粗WC和Co粉通过球磨混合均匀，压制成型后在1420℃下真空烧结1 h,得到WC-10Co硬质合金。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、万能试验机等对比研究细WC/Co和超细WC对WC-10Co硬质合金微观形貌和力学性能的影响。结果表明：相比于超细WC,细WC/Co促进合金的致密化，并形成双晶结构。添加细WC/Co和超细WC制备的硬质合金的平均晶粒度分别为2.18μm和3.57μm。细WC/Co的添加会降低晶粒生长速度并抑制细晶完全溶解，而粗晶通过缺陷辅助生长及溶解-析出生长机制生长为表面阶梯状的缺角三棱柱形；硬质合金的硬度和断裂韧度得到提升，二者分别为1131HV30和22.1 MPa·m1/2,而在1131HV30同等硬度下，其断裂韧度比线性拟合的断裂韧度高27.7%。机理分析认为，超细WC的添加会导致异常晶粒产生，不利于性能；而细WC/Co的添加能够同时形成双晶结构和均匀的钴相分布结构，降低晶粒缺陷，提升综合力学性能。

• 单位
  河海大学; 陕西航空硬质合金工具有限责任公司; 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室; 中交隧道工程局有限公司; 材料学院